惯性约束聚变是一种利用粒子惯性约束粒子以实现受控核聚变反应的方法。为了实现惯性约束聚变的点火条件,人们先后发展出了多种驱动源技术,其中最重要的是高功率激光驱动技术。高功率激光驱动器的输出能力是评价高功率激光驱动装置综合性能的重要指标。激光驱动器的输出能力主要取决于系统的增益能力与负载能力,前者主要由系统的能量转换效率和各类损耗决定,而后者主要取决于系统中关键元器件的损伤阈值以及光束近场分布均匀性。放大系统的能量转换效率(主要包括放大器的储能效率、放大器的能量提取效率和频率转换效率)是决定系统性能价格比的关键。因此,提高系统能量转换效率是设计高功率激光系统应解决的一个关键问题。一系列理论与实验研究结果表明,相对于窄带脉冲传输放大,使用宽带激光脉冲不仅能够抑制自聚焦增长,改善近场均匀性,改善高功率激光驱动器自身的综合性能,而且可以提高钕玻璃放大器的能量提取效率。论文主要包括以下三部分内容:1.梳理了基于Frantz-Nodvik模型的窄带激光脉冲放大理论,分析了窄带激光脉冲在均匀加宽介质与非均匀加宽介质中放大过程的差异,并将该模型推广应用到处理宽带(或多频)激光脉冲的放大问题上,建立了能够描述宽带(或多频)激光脉冲在均匀加宽与非均匀加宽介质中的放大模型。然后介绍了基于Maxwell方程的脉冲放大理论,推导了宽带啁啾激光脉冲在均匀加宽介质中的放大模型,并讨论了在非均匀加宽介质中宽带啁啾激光脉冲放大问题的处理方法。2.介绍了钕玻璃中Nd3+离子的能级与光谱结构,分析了钕玻璃中谱线均匀加宽与谱线非均匀加宽的机制。结合脉冲激光放大理论,建立了钕玻璃宽带激光放大的理论模型,并编写了一套可以用于计算钕玻璃窄带、瞬时宽带(或多频)放大过程及输出能量、时间波形、光谱的程序。3.使用编写的钕玻璃窄带、宽带激光脉冲放大程序,模拟分析了窄带脉冲、宽带(或多频)脉冲在钕玻璃的放大过程中时间波形及光谱的变化,研究了钕玻璃放大器能量提取效率与输入光通量、激光带宽(或波长分布)、脉宽等因素之间的关系。